Héliocentrisme

Rotation de la terre

Mesure du Temps, Périhélie et Aphélie.

Le périhélie est le point de l'orbite d'un corps céleste (planète, comète, etc.) qui est le plus rapproché du Soleil.
Cela se dit aussi de l'époque où l'objet a atteint ce point.
La Terre décrit une orbite elliptique dont le Soleil occupe un des foyers. Elle est au périhélie vers le 3 janvier, à une distance de 0,983 ua.
Voir périapside pour plus de détails.
L'antonyme de périhélie est aphélie.

On a ci-dessous le schéma simplifié de la rotation de la Terre autour du Soleil, montrant ces deux points particuliers que sont l'aphélie et le périhélie :

Le temps entre deux passages au périhélie, s'appelle l'année anomalistique. Il vaut en moyenne 365 j 6h 13m 53s
On peut considérer, en négligeant l'influence des autres planètes, que le barycentre Terre-Lune suit une orbite elliptique "parfaite", mais le centre de la Terre, lui, se promène de part et d'autre de cette orbite en suivant les caprices de dame la Lune ! Cette déformation de l'orbite suffit à déplacer le périhélie de quelques jours.

Il est amusant de remarquer que si l'orbite du système Terre-Lune autour du Soleil était un cercle et non une ellipse, il y aurait un passage de la Terre au périhélie à chaque Pleine Lune.
Dans la réalité, la masse de la Terre étant 81,3 fois plus grande que celle de la Lune, le barycentre se trouve en moyenne à 4671 km du centre de la Terre. Cette valeur est très faible devant la distance entre le barycentre (Terre-Lune) et le Soleil :
147 099 586 km au périhélie
149 597 870 km en moyenne
152 096 154 km à l'aphélie
Il suffit d'un peu plus de trois jours, au moment du périhélie, pour que le barycentre s'éloigne du Soleil de 5000 km. Ainsi, le passage au périhélie peut se produire quelle que soit la phase de la Lune et non, seulement à la Pleine Lune, comme pourrait le laisser croire l'exagération de l'animation ci-dessus. Il n'en reste pas moins que c'est bien l'influence de la Lune qui peut le déplacer de plus d'un jour autour de la date du périhélie du barycentre du système Terre-Lune

Mesure du Temps, la Nutation.

La nutation est un balancement périodique de l'axe de rotation de la Terre autour de sa position moyenne, qui s'ajoute à la précession. Il a été découvert en 1748 par l'astronome britannique James Bradley en observant l'étoile Gamma Draconis (Eltanin) en vue de déterminer sa parallaxe. Due à l'attraction conjuguée du Soleil et la Lune, la nutation se traduit par une oscillation de l'axe de rotation de la Terre pouvant aller jusqu'à 17,2" (secondes d'arc) avec une période de 18,6 ans, qui est égale à celle de la précession du nœud ascendant de l'orbite lunaire. Le pôle vrai dessine alors autour du pôle moyen une ellipse dont le grand axe mesurant 9,21" est dirigé vers le point vernal. Classiquement, la nutation est décomposée en deux composantes:
Nutation en longitude: décrivant l'oscillation du point vernal vrai autour du point vernal moyen,
Nutation en obliquité: décrivant l'oscillation de l'équateur vrai autour de l'équateur moyen.

La rotation (vert), la précession (bleue) et la nutation en oblique (rouge) de la Terre

Les catalogue d'étoiles donnent habituellement les coordonnées astrométriques des étoiles. Celles-ci sont les coordonnées moyennes à une époque T fixée. Si on désire avoir les coordonnées vraies à une autre époque, on doit corriger ces coordonnées en tenant compte de la précession pendant la durée s'écoulant entre les deux époques, puis corriger ces coordonnées moyennes "corrigées" en ajoutant l'effet de la nutation.

1)Description du phénomène.Tout comme la précession, la nutation résulte du renflement de l'équateur. Ainsi les forces exercées par la lune font que l'axe de rotation de la Terre n'a pas une direction fixe dans l'espace ; par conséquent, le point ??n'est pas fixe sur l'écliptique et l'angle que forme l'équateur avec l'écliptique, appelé obliquité, varie au cours du temps.

2)Les causes et les conséquences de la nutation.Les causes de la nutation sont quasiment les mêmes que celles de la précession : ce sont les forces exercées par la lune sur le bourrelet équatorial, les conséquences sont différentes. En effet, le phénomène de la nutation introduit un petit mouvement de caractère périodique que subit l'axe de rotation de la Terre autour de sa position moyenne. Ce mouvement d'oscillation a une moyenne de 9''21 et donc la valeur moyenne de la précession, qui est d'environ 23°27', est influencée par cette oscillation.Mouvement de l'axe de rotation de la Terre sous l'influence de laNutation.

De la combinaison de ces deux mouvements résulte un mouvement sinusoïdal d'une amplitude de 23°27' plus ou moins 9''21 environ. La période de ce mouvement sinusoïdal, très aléatoire, est au maximum de 18,7 ans.Mouvement de l'axe de rotation de la Terre sous l'influence de laprécession et de la nutation
L'axe de rotation de la Terre est donc influencé par les différentes forces s'exerçant sur lui. Or, nous avons vu que les équinoxes avaient un lien direct avec cet axe, qui fait varier l'obliquité de la Terre et donc le moment pendant lequel se produit l'équinoxe. Ainsi, on remarquera que les équinoxes ont lieu en moyenne autour du 21 mars (printemps) et du 23 septembre (automne). Ce ne sont en fait que des valeurs repères, car ces moments varient du fait de la précession et de la nutation, et les équinoxes peuvent donc avoir lieu un jour avant ces dates, c'est d'ailleurs assez souvent le cas.

Équation du temps